高三物理一轮复习导学案：第七章 第2课时 电路闭合电路欧姆定律

第2课时 电路 闭合电路欧姆定律
【考纲解读】1.熟练掌握串、并联电路的特点，并能分析、计算.2.理解闭合电路欧姆定律，并能进行电路的动态分析和计算． 【知识要点】
1．闭合电路欧姆定律的公式
⎩⎪⎨⎪⎧
I ＝E R ＋r (只适用于纯电阻电路)
E ＝U 外＋U 内(适用于任何电路)
2．路端电压U 与电流I 的关系 (1)关系式：U ＝ . (2)U －I 图象如图1所示．
①当电路断路即I ＝0时，纵坐标的截距为 ②当外电路短路即U ＝0时，横坐标的截距为 ③图线的斜率的绝对值为电源的内阻． 3．电源的总功率
(1)任意电路：P 总＝ ＝ ＋IU 内＝P 出＋P 内． (2)纯电阻电路：P 总＝ ＝E 2
R ＋r .
4．电源内部消耗的功率：P 内＝ ＝ ＝P 总－P 出． 5．电源的输出功率
(1)任意电路：P 出＝ ＝IE －I 2r ＝P 总－P 内．
(2)纯电阻电路：P 出＝I 2
R ＝ ＝E 2(R －r )2
R ＋4r .
6．电源的效率
(1)任意电路：η＝ ×100%＝U
E
×100%.
(2)纯电阻电路：η＝ ×100%＝1
1＋r R
×100%
【典型例题】
例1.如图所示，E 为内阻不能忽略的电池，R 1、R 2、R 3为定值电阻，S 0、S 为开关，与
分别为
电压表与电流表．初始时S 0与S 均闭合，现将S 断开，则( ) A.的读数变大，的读数变小
B.的读数变大，的读数变大
C.的读数变小，的读数变小
D.
的读数变小，
的读数变大
例2．如图所示，已知电源电动势E ＝5 V ，内阻r ＝2 Ω，定值电阻R 1＝0.5 Ω，
滑动变阻器R 2的阻值范围为0～10 Ω.求：
(1)当滑动变阻器R 2的阻值为多大时，电阻R 1消耗的功率最大？最大功率是多少？
(2)当滑动变阻器的阻值为多大时，滑动变阻器消耗的功率最大？最大功率是多少？ (3)当滑动变阻器的阻值为多大时，电源的输出功率最大？最大功率是多少？
例3．如图是某同学连接的实验实物图，开关闭合后A 、B 灯都不亮，他采用以下方法进行故障检查．选用量程为10 V 的已校准的电压表进行检查，测试结果如表1所示．根据测试结果，可定故障是________．
A ．灯A 短路
B ．灯B 短路
C ．cd 段断路
D ．df 段断路
例4在如图11所示的U －I 图象中，直线Ⅰ为某一电源的路端电压与电流的关系图线，直线Ⅱ为某一电阻R 的U －I 图线．用该电源直接与电阻R 相连组成闭合电路，由图象可知( ) A ．电源的电动势为3 V ，内阻为0.5 Ω B ．电阻R 的阻值为1 Ω C ．电源的输出功率为4 W D ．电源的效率为50% ．
例5 如图所示，C 1＝6 μF ，C 2＝3 μF ，R 1＝3 Ω，R 2＝6 Ω，电源电动势E ＝
18 V ，内阻不计，下列说法正确的是( ) A ．开关S 断开时，a 、b 两点电势相等 B ．开关S 闭合后，a 、b 两点间的电流是2 A
C ．开关S 断开时C 1带的电荷量比开关S 闭合后C 1带的电荷量大
D ．不论开关S 断开还是闭合，C 1带的电荷量总比C 2带的电荷量大
【拓展训练】
1．[电路的动态分析]如图所示电路，电源内阻不可忽略．开关S 闭合后，在变阻器R 0的滑动端向下滑动的过程中( )
A．电压表与电流表的示数都减小
B．电压表与电流表的示数都增大
C．电压表的示数增大，电流表的示数减小
D．电压表的示数减小，电流表的示数增大
2．[电路的动态分析](2013·江苏单科·4)在输液时，药液有时会从针口流出体外，为了及时发现，设计了一种报警装置，电路如图所示．M是贴在针口处的传感器，接触到药液时其电阻R M发生变化，导致S两端电压U增大，装置发出警报，此时()
A．R M变大，且R越大，U增大越明显
B．R M变大，且R越小，U增大越明显
C．R M变小，且R越大，U增大越明显
D．R M变小，且R越小，U增大越明显
3．[电路中的功率与效率]电源的电动势为E＝30 V，内阻为r＝1 Ω，将它与一只“6 V12 W”的灯泡和一台电阻为2 Ω的小电动机串联组成闭合电路，当灯泡正常发光时，若不计摩擦，电动机输出机械功率与输入电功率之比为()
A．91% B．82% C．67% D．60%
4．[电路中功率的动态分析](2012·上海·17)直流电路如图所示，在滑动变阻器的滑片P向右移动时，电源的()
A．总功率一定减小
B．效率一定增大
C．内部损耗功率一定减小
D．输出功率一定先增大后减小
5.[电路故障的判断]如图所示的电路中，电源的电动势为6 V，当开关S接通后，灯泡L1、L2都不亮，用电压表测得各部分的电压是U ab＝6 V，U ad＝0 V，U cd＝6 V，由此可判定() A．L1和L2的灯丝都烧断了
的灯丝烧断了
B．L
C．L2的灯丝烧断了
D．变阻器R断路
6．[电路故障的判断]在如图所示的电路中，由于某一电阻发生短路或断路，A 灯变暗，B灯变亮，则故障可能是()
A．R1短路B．R2断路
C．R3断路D．R4短路
5．[两种U－I图象的理解]如图所示，直线A为某电源的U－I图线，曲线B为某小灯泡的U－I图线，用该电源和小灯泡组成闭合电路时，电源的输出功率和电源的总功率分别是
( )
A ．4 W,8 W
B ．2 W,4 W
C ．2 W,3 W
D ．4 W,6 W
6．电源U －I 图象与功率图象的结合]如图所示，图中直线①表示某电源的路端电压与电流的关系图象，图中曲线②表示该电源的输出功率与电流的关系图象，则下列说法正确的是( ) A ．电源的电动势为50 V
B ．电源的内阻为25
3
Ω
C ．电流为2.5 A 时，外电路的电阻为15 Ω
D ．输出功率为120 W 时，输出电压是30 V
7．[含容电路的分析]电源、开关S 、定值电阻R 1、R 2、光敏电阻R 3和电容器连接成如图所示电路，电容器的两平行板水平放置．当开关S 闭合，并且无光照射光敏电阻R 3时，一带
电液滴
恰好静止在电容器两板间的M 点，当用强光照射光敏电阻R 3时，光敏电阻的阻值变小，则( ) A ．液滴向下运动 B ．液滴向上运动 C ．电容器所带电荷量减少
D ．电容器两极板间电压变大
8.[含容电路的分析]如图16所示，R 1、R 2、R 3、R 4均为可变电阻，C 1、C 2均为电容器，电源的电动势为E ，内阻r ≠0.若改变四个电阻中的一个阻值，则
( )
A ．减小R 1，C 1、C 2所带的电荷量都增加
B ．增大R 2，
C 1、C 2所带的电荷量都增加 C ．增大R 3，C 1、C 2所带的电荷量都增加
D ．减小R 4，C 1、C 2所带的电荷量都增加
9.如图所示是某直流电路中电压随电流变化的图象，其中a 、b 分别表示路
端电压、负载电阻上电压随电流变化的情况，下列说法正确的是( ) A ．阴影部分的面积表示电源输出功率 B ．阴影部分的面积表示电源内阻上消耗的功率 C ．当满足α＝β时，电源效率最高
D ．当满足α＝β时，电源效率小于50%。